JP2747031B2 - 低燐クロム合金の製造方法 - Google Patents
低燐クロム合金の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は転炉を用いてクロム含有鋼を溶製する方法
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］ ステンレス鋼を初めとするクロム含有合金鋼は、高炭
素フェロクロムを副原料として転炉で酸素吹精により精
錬されている。最近では高炭素フェロクロムに変えてク
ロム生鉱石や半還元クロム鉱石を使用する方法も提案さ
れている。（特開昭59−153863参照）。
素フェロクロムを副原料として転炉で酸素吹精により精
錬されている。最近では高炭素フェロクロムに変えてク
ロム生鉱石や半還元クロム鉱石を使用する方法も提案さ
れている。（特開昭59−153863参照）。
クロム含有合金鋼において燐（Ｐ）は粒界腐食割れや
熱間割れなどの原因となるためできるだけ低いことが望
ましい。特に油井管や厚板などに使用されるクロム合金
鋼やステンレス鋼についてはその要求が強まり、溶鋼の
脱燐については炉外精錬等の技術が発達し各種の方法が
提案されている。クロムを含む鋼においてはクロム源と
なる合金鉄からの燐の流入を最小限に抑えなければなら
ない。フェロクロム中の燐は主として製錬過程で使用す
る還元材であるコークスまたはフラックスとして使用す
る副原料から入るものである。このため低燐のフェロク
ロムを得るには先ず燐の低い原料を使用しなければなら
ない。しかし低燐原料は入手が困難である。そこでフェ
ロクロムの脱燐が考えられる。クロム合金鉄の脱燐はク
ロム元素と燐との新和力が強いため技術的にも困難であ
る。
熱間割れなどの原因となるためできるだけ低いことが望
ましい。特に油井管や厚板などに使用されるクロム合金
鋼やステンレス鋼についてはその要求が強まり、溶鋼の
脱燐については炉外精錬等の技術が発達し各種の方法が
提案されている。クロムを含む鋼においてはクロム源と
なる合金鉄からの燐の流入を最小限に抑えなければなら
ない。フェロクロム中の燐は主として製錬過程で使用す
る還元材であるコークスまたはフラックスとして使用す
る副原料から入るものである。このため低燐のフェロク
ロムを得るには先ず燐の低い原料を使用しなければなら
ない。しかし低燐原料は入手が困難である。そこでフェ
ロクロムの脱燐が考えられる。クロム合金鉄の脱燐はク
ロム元素と燐との新和力が強いため技術的にも困難であ
る。
フェロクロムの脱燐方法は強塩基性のスラグで洗う方
法が最も効果的な方法であるが、コストもかさむため満
足のいく方法が確立されていないのが実情である。した
がって製鋼工程での脱燐精錬に負わざるをえないのが現
状である。
法が最も効果的な方法であるが、コストもかさむため満
足のいく方法が確立されていないのが実情である。した
がって製鋼工程での脱燐精錬に負わざるをえないのが現
状である。
［発明が解決すべき課題］ 製鋼工程での脱燐精錬においては、転炉を使用して酸
化精錬により燐を酸化し、スラグ中に除去する方法がお
こなわれている。この場合燐含有量が多いと精錬時間が
長くなり、以後の連続鋳造工程との組合わせにおいて生
産性向上のネックとなる。また塩基性のフラックス成分
も多くなることから熱源としての炭素や珪素を多く必要
とするほか、クロムが酸化される割合も高くなり好まし
いことではない。またクロム生鉱石を使用する場合は同
時に熱源となる炭素を追装せねばないうえ、クロムの還
元に長時間を要し、クロムの酸化損失も多くなるという
欠点を有する。
化精錬により燐を酸化し、スラグ中に除去する方法がお
こなわれている。この場合燐含有量が多いと精錬時間が
長くなり、以後の連続鋳造工程との組合わせにおいて生
産性向上のネックとなる。また塩基性のフラックス成分
も多くなることから熱源としての炭素や珪素を多く必要
とするほか、クロムが酸化される割合も高くなり好まし
いことではない。またクロム生鉱石を使用する場合は同
時に熱源となる炭素を追装せねばないうえ、クロムの還
元に長時間を要し、クロムの酸化損失も多くなるという
欠点を有する。
本発明は燐含有量が少なく、発熱源となる適量の炭素
を含有する高還元クロム鉱石粉末を使用して、低燐のク
ロム含有合金鋼を短時間で生産性良く製造する方法を提
供せんとするものである。
を含有する高還元クロム鉱石粉末を使用して、低燐のク
ロム含有合金鋼を短時間で生産性良く製造する方法を提
供せんとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明ではクロム合金を上下吹き転炉で溶製するにあ
たり、クロム含有率22〜48％，鉄含有率11〜24％、炭素
含有率３〜10％、燐含有率0.008％以下であってクロム
還元率80％以上の高還元クロム鉱石粉を不活性ガスと共
に転炉底部より吹込むとともに、溶鋼上部より酸素を吹
込むことを特徴とする。
たり、クロム含有率22〜48％，鉄含有率11〜24％、炭素
含有率３〜10％、燐含有率0.008％以下であってクロム
還元率80％以上の高還元クロム鉱石粉を不活性ガスと共
に転炉底部より吹込むとともに、溶鋼上部より酸素を吹
込むことを特徴とする。
本発明者らは先に間接加熱式回転炉を使用して高還元
クロム鉱石粉末を得る方法を提案した（特願昭63−5988
0（特開平１−234529）。この方法によれば、最少限の
還元用炭材を使用して含有クロムのうち80％以上がクロ
ムカーバイドに還元され、燐含有量の低いクロム鉱石の
粉末を得ることができる。この高還元クロム鉱石粉末を
使用すればクロムの還元に要するエネルギーと精錬時間
は大幅に短縮できるばかりでなく、低燐クロム含有合金
の製造が極めて容易となる。
クロム鉱石粉末を得る方法を提案した（特願昭63−5988
0（特開平１−234529）。この方法によれば、最少限の
還元用炭材を使用して含有クロムのうち80％以上がクロ
ムカーバイドに還元され、燐含有量の低いクロム鉱石の
粉末を得ることができる。この高還元クロム鉱石粉末を
使用すればクロムの還元に要するエネルギーと精錬時間
は大幅に短縮できるばかりでなく、低燐クロム含有合金
の製造が極めて容易となる。
先ず、本発明で使用する高還元クロム鉱石粉末につい
て説明する。
て説明する。
本発明で使用する高還元クロム鉱石粉末は、燐含有量
の低いクロム鉱石を、燐含有量の低いほぼ理論量の炭素
質還元材とともに間接加熱式回転炉中で高温に加熱して
得られるものであって、その性状はクロム含有率22〜48
％，鉄含有率11〜24％、炭素含有率３〜10％、燐含有率
0.008％以下であって、クロム還元率80％以上の粒径3mm
以下の粉末状のクロム鉱石である。原料として使用する
クロム鉱石や炭素質還元剤はなるべく燐含有量の低いも
のが好ましいことは言うまでもない。従来の固相還元法
ではクロム鉱石と炭素質還元剤を一旦ペレット化して還
元ばい焼するので、その際、粉化、割れの原因となるVM
の高い炭素質還元剤は使用不可能であった。本発明で使
用する間接加熱方法では低燐炭素質還元剤であるオイル
コークス、ピッチコークス、石炭等の使用が可能になっ
た。この高還元クロム鉱石粉末は過剰の炭素質還元材を
使用しないので、炭素質還元材から入る燐分が極めて少
なく、燐含有量はせいぜい0.008％程度であり、最も低
いものは0.002％も可能である。また、クロムは全クロ
ム分のうち80％以上が還元されてクロムカーバイド（Cr
7C3）の形になっている。鉄はほぼ100％鉄カーバイド
（Fe7C3）に還元されている。クロム・鉄カーバイドの
他は20〜30％の脈石成分から成っている。この高還元ク
ロム鉱石粉末を転炉で使用すればクロムの還元は殆ど必
要なく、単に脈石成分を溶融分離すれば良いので、精錬
時間は短くてよい。また、適量の炭素を含んでいるので
精錬に必要な熱源を同時に供給する結果となる。しかも
燐持込量の極めて低い合金が得られる。
の低いクロム鉱石を、燐含有量の低いほぼ理論量の炭素
質還元材とともに間接加熱式回転炉中で高温に加熱して
得られるものであって、その性状はクロム含有率22〜48
％，鉄含有率11〜24％、炭素含有率３〜10％、燐含有率
0.008％以下であって、クロム還元率80％以上の粒径3mm
以下の粉末状のクロム鉱石である。原料として使用する
クロム鉱石や炭素質還元剤はなるべく燐含有量の低いも
のが好ましいことは言うまでもない。従来の固相還元法
ではクロム鉱石と炭素質還元剤を一旦ペレット化して還
元ばい焼するので、その際、粉化、割れの原因となるVM
の高い炭素質還元剤は使用不可能であった。本発明で使
用する間接加熱方法では低燐炭素質還元剤であるオイル
コークス、ピッチコークス、石炭等の使用が可能になっ
た。この高還元クロム鉱石粉末は過剰の炭素質還元材を
使用しないので、炭素質還元材から入る燐分が極めて少
なく、燐含有量はせいぜい0.008％程度であり、最も低
いものは0.002％も可能である。また、クロムは全クロ
ム分のうち80％以上が還元されてクロムカーバイド（Cr
7C3）の形になっている。鉄はほぼ100％鉄カーバイド
（Fe7C3）に還元されている。クロム・鉄カーバイドの
他は20〜30％の脈石成分から成っている。この高還元ク
ロム鉱石粉末を転炉で使用すればクロムの還元は殆ど必
要なく、単に脈石成分を溶融分離すれば良いので、精錬
時間は短くてよい。また、適量の炭素を含んでいるので
精錬に必要な熱源を同時に供給する結果となる。しかも
燐持込量の極めて低い合金が得られる。
次にこの高還元クロム鉱石粉末を使用した転炉精錬に
ついて説明する。
ついて説明する。
先ず、転炉にあらかじめ脱硫、脱燐した銑鉄とフラッ
クスとして生石灰及び珪石を溶鋼１トン当たり30〜45kg
投入し、炉底の羽口から溶鋼中に窒素ガスとともに熱源
となる石炭粉又はコークス粉を吹込む。石炭粉の量は10
0〜150kg/ton・steel程度である。石炭はP:0.006％以下
の低燐石炭を使用すべきである。同時に上吹きランスか
ら酸素を吹付けて溶鋼の温度を1,300℃から1,600℃に上
げる。この時送酸速度は４〜6Nm3/min・tonが適する。
クスとして生石灰及び珪石を溶鋼１トン当たり30〜45kg
投入し、炉底の羽口から溶鋼中に窒素ガスとともに熱源
となる石炭粉又はコークス粉を吹込む。石炭粉の量は10
0〜150kg/ton・steel程度である。石炭はP:0.006％以下
の低燐石炭を使用すべきである。同時に上吹きランスか
ら酸素を吹付けて溶鋼の温度を1,300℃から1,600℃に上
げる。この時送酸速度は４〜6Nm3/min・tonが適する。
生石灰及び珪石は酸化精錬で生じたSiO2、MnOなどと
結合してスラグを形成すると同時に、後の工程で入るク
ロム鉱石の脈石成分とも結合して低融点のスラグを形成
させるためのものである。最終的に溶鋼温度を1,600℃
に調整しておく。また燐の高い銑鉄においてはあらかじ
め脱燐処理を施し、燐を0.02％以下まで下げておくのが
有利である。次いで必要量のクロムを含む高還元クロム
鉱石粉末を不活性のキャリアガスを使用して転炉底から
溶鋼中に吹込む。クロム鉱石粉の吹込速度は15〜30kg/m
in・ton程度がよい。不活性ガスは窒素またはアルゴン
ガスを使用する。特に低窒素鋼とする場合はアルゴンガ
スを使用する。
結合してスラグを形成すると同時に、後の工程で入るク
ロム鉱石の脈石成分とも結合して低融点のスラグを形成
させるためのものである。最終的に溶鋼温度を1,600℃
に調整しておく。また燐の高い銑鉄においてはあらかじ
め脱燐処理を施し、燐を0.02％以下まで下げておくのが
有利である。次いで必要量のクロムを含む高還元クロム
鉱石粉末を不活性のキャリアガスを使用して転炉底から
溶鋼中に吹込む。クロム鉱石粉の吹込速度は15〜30kg/m
in・ton程度がよい。不活性ガスは窒素またはアルゴン
ガスを使用する。特に低窒素鋼とする場合はアルゴンガ
スを使用する。
同時に上吹きランスから酸素と炭剤を吹付けて、溶鋼
温度を約1,600℃に保持しながら酸化クロムの還元と脱
炭を行なう。この時の送酸速度も４〜7Nm3/min・ton程
度が適当である。還元後期には酸素をアルゴンガスで希
釈して吹込むとクロムの酸化防止に有効である。高還元
クロム鉱石粉中のクロムは殆ど還元されているので未還
元の酸化物クロムを還元するのに要する時間は僅かであ
る。また、高還元クロム鉱石粉から入る燐は僅かであ
る。これと同時に脱炭精錬して炭素レベルを0.10％以下
迄下げる仕上げ精錬をする。
温度を約1,600℃に保持しながら酸化クロムの還元と脱
炭を行なう。この時の送酸速度も４〜7Nm3/min・ton程
度が適当である。還元後期には酸素をアルゴンガスで希
釈して吹込むとクロムの酸化防止に有効である。高還元
クロム鉱石粉中のクロムは殆ど還元されているので未還
元の酸化物クロムを還元するのに要する時間は僅かであ
る。また、高還元クロム鉱石粉から入る燐は僅かであ
る。これと同時に脱炭精錬して炭素レベルを0.10％以下
迄下げる仕上げ精錬をする。
以上詳述した方法により燐含有量の低いクロム合金鋼
を短時間の転炉精錬により効率良く得ることができる。
を短時間の転炉精錬により効率良く得ることができる。
「作用」 本発明は間接式加熱炉で必要最少限の炭素質還元材を
使用して還元した、燐含有量が低く高度に還元されたク
ロム鉱石粉を使用するので、クロム含有鋼の燐分を低く
抑えることができる。また、クロムの精錬は間接式加熱
炉で殆どを行なうのでクロム含有鋼の精錬時間を大幅に
短縮する。
使用して還元した、燐含有量が低く高度に還元されたク
ロム鉱石粉を使用するので、クロム含有鋼の燐分を低く
抑えることができる。また、クロムの精錬は間接式加熱
炉で殆どを行なうのでクロム含有鋼の精錬時間を大幅に
短縮する。
「実施例」 表１に示すような組成を有するサイズ3mm以下のクロ
ム鉱石100部に対して表２に示すコークス粉末を23部の
割合で配合した。この配合割合は炭素量が次式に従って
クロム鉱石を100％還元するために必要とする量であ
る。
ム鉱石100部に対して表２に示すコークス粉末を23部の
割合で配合した。この配合割合は炭素量が次式に従って
クロム鉱石を100％還元するために必要とする量であ
る。
7Cr2O3＋27C→2Cr7C3＋21CO↑ ……（３） 7FeO＋10C→Fe7C3＋7CO↑ ……（４） このように混合した原料を間接加熱式回転炉で最高1,
480℃まで加熱し、表３に示すような高還元クロム鉱石
粉末を得た。
480℃まで加熱し、表３に示すような高還元クロム鉱石
粉末を得た。
ここで RCr＝（Sol.Cr）／（全Cr） RFe＝（Sol.Fe）／（全Fe） 次に、表４に示す銑鉄２トンを十分予熱した試験用転
炉に装入し生石灰70kgと珪石70kgとを投入した後、炉底
羽口から表２と同じコークス粉490kgと酸素を送り込
み、溶鋼温度を1.300℃から1,600℃まで上昇させた。酸
素は12Nm3/minの割合で約10分間吹込んだ。
炉に装入し生石灰70kgと珪石70kgとを投入した後、炉底
羽口から表２と同じコークス粉490kgと酸素を送り込
み、溶鋼温度を1.300℃から1,600℃まで上昇させた。酸
素は12Nm3/minの割合で約10分間吹込んだ。
石炭は酸素1Nm3にたいして30kgの割合で混合して合計
275kg吹込んだ。
275kg吹込んだ。
次いで、底吹きランスから前記高還元クロム鉱石粉末
をアルゴンガスを用いて吹込み、同時に上吹きランスか
ら酸素を吹込んだ。高還元クロム鉱石粉末の吹込み速度
は100kg/min、吹込み量は1,430kg、酸素ガスス吹込み速
度は12Nm3/min前後とし、溶鋼温度を1,650±50℃の範囲
に保持した高還元クロム鉱石粉末吹込み終了後上吹きラ
ンスから吹込むガスをアルゴン：酸素＝1:1とし、混合
ガスを5Nm3/minの割合で３分間吹込み、この間炉底羽口
からアルゴンガスを2Nm3/minの割合で吹込み、炭素量を
0.05％に調整した。これにより表４に示す低燐ステンレ
ス鋼が得られた。
をアルゴンガスを用いて吹込み、同時に上吹きランスか
ら酸素を吹込んだ。高還元クロム鉱石粉末の吹込み速度
は100kg/min、吹込み量は1,430kg、酸素ガスス吹込み速
度は12Nm3/min前後とし、溶鋼温度を1,650±50℃の範囲
に保持した高還元クロム鉱石粉末吹込み終了後上吹きラ
ンスから吹込むガスをアルゴン：酸素＝1:1とし、混合
ガスを5Nm3/minの割合で３分間吹込み、この間炉底羽口
からアルゴンガスを2Nm3/minの割合で吹込み、炭素量を
0.05％に調整した。これにより表４に示す低燐ステンレ
ス鋼が得られた。
［効果］ 本発明によれば予め還元されたクロム鉱石を使用する
ので、精錬時間が大幅に短縮でき、また、クロム源とし
てリンの少ない高還元クロム鉱石を使用するのでリン含
有量の少ないクロム含有鋼を容易に得ることができる。
ので、精錬時間が大幅に短縮でき、また、クロム源とし
てリンの少ない高還元クロム鉱石を使用するのでリン含
有量の少ないクロム含有鋼を容易に得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】クロム合金を上下吹き転炉で溶製するにあ
たり、クロム含有率22〜48％，鉄含有率11〜24％、炭素
含有率３〜10％、燐含有率0.008％以下であって、クロ
ム還元率80％以上の高還元クロム鉱石粉を不活性ガスと
共に転炉底部より吹込むとともに、溶鋼上部より酸素を
クロム鉱石粉１トン当たり４〜7Nm3吹込むことを特徴と
する低燐クロム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16113789A JP2747031B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 低燐クロム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16113789A JP2747031B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 低燐クロム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328345A JPH0328345A (ja) | 1991-02-06 |
| JP2747031B2 true JP2747031B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=15729298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16113789A Expired - Fee Related JP2747031B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 低燐クロム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747031B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ297553B6 (cs) * | 2005-09-15 | 2007-02-07 | Mittal Steel Ostrava A. S. | Zpusob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP16113789A patent/JP2747031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328345A (ja) | 1991-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |